DE3919108C2 - Verfahren zur Steuerung eines Betriebsparameters eines Kraftfahrzeugs bei dynamischen Betriebszuständen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines die Motorleistung beeinflussenden Betriebsparameters eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei bei Änderung und/oder zu Beginn eines dynamischen Betriebszustandes dieser Betriebsparamter in Abhängigkeit einer vorgegebenen und einer momentanen Beschleunigung eine sprungförmige Veränderung erfährt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines die Motorleistung beeinflussenden Betriebsparameters eines Kraftfahrzeugs bei dynamischen Betriebszuständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 30 42 246 A1 bekannt. Dort wird zur Verbesserung des Fahrverhaltens eine Korrektur der zugemessenen Kraftstoffmenge im Warmlauf und in der Be­ schleunigungsphase in Abhängigkeit von Motortemperatur, Drehzahl und Last vorgenommen. Bei Erkennung eines Beschleu­ nigungsvorganges durch eine Änderung der zuzumessenden Kraftstoffmenge wird aus einem drehzahl- und lastabhängigen Kennfeld ein Korrekturfaktor ausgelesen, der die zuzumessen­ de Kraftstoffmenge korrigiert. Dieser temperaturabhängige Korrekturfaktor, der der zusätzlich zuzumessenden Kraft­ stoffmenge entspricht, wird mit zunehmender Drehzahl und Last kleiner.

Durch dieses Vorgehen kann ein dem Fahrerwunsch entsprechen­ des dynamisches Verhalten des Kraftfahrzeugs nicht erreicht werden.

Aus der DE 35 10 174 A1 ist eine Einrichtung zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einer Einrichtung zur Regelung seiner Beschleunigung bekannt, wobei zur Regelung der Be­ schleunigung ein Regler mit mindestens integralem Anteil vorgese­ hen ist. Es wird vorgeschlagen, zu Beginn eines dynamischen Be­ triebszustandes, der durch Betätigung der Beschleunigungs- oder der Verzögerungstaste durch den Fahrer ausgelöst wird, den An­ fangszustand des Beschleunigungsreglers derart festzulegen, daß das Reglerausgangssignal zu Beginn des dynamischen Betriebszustan­ des dem die Motorleistung bestimmenden Parameter den Wert zuord­ net, den dieser unmittelbar vor Beginn des dynamischen Betriebszu­ standes hatte. Dies hat jedoch ein nicht zufriedenstellendes dyna­ misches Verhalten des Kraftfahrzeuges zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch Erhöhung eines Motorleistungsparameters bei Änderung und/oder zu Beginn eines dy­ namischen Betriebszustandes auftretenden Drehmomentensprung vom Fahrerwunsch und vom jeweiligen Betriebszustand abhängig zu ma­ chen, ohne das Fahrverhalten zu verschlechtern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patent­ ansprüche 1 und 6 gelöst. Dabei wird im folgenden unter dem Be­ griff Änderung bzw. Beginn eines dynamischen Betriebszustandes je­ de Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsänderung oder jeder neuein­ setzende Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsvorgang des Kraftfahr­ zeugs verstanden.

Das erfindungsgemäße Verfahren gibt eine sprungförmige Veränderung eines Motorleistungsparameters, wie Kraftstoff-, Luftmenge und/oder Zündung bei Änderung und/oder zu Beginn eines dynamischen Betriebszustandes in Abhängigkeit einer vorgegebenen oder einer momentanen Beschleunigung vor. Dadurch wird eine Verbesserung des dynamischen Verhaltens des Kraftfahrzeuges und eine Anpassung der zusätzlichen Erhöhung des Motorleistungsparameters entsprechend dem Fahrerwunsch und dem Betriebszustand erzielt.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich bei seiner Anwendung in Verbindung mit einem Fahrgeschwindigkeits­ regler. Bei Inbetriebnahme, bzw. Neusetzung des Fahrgeschwindig­ keitsreglers wird demnach ein genau bemessener, fahrerwunsch- und betriebszustandsabhängiger Korrekturwert des Motorleistungsparame­ ters ermittelt und damit ein angenehmeres Fahrverhalten durch einen genau bestimmten Drehmomentensprung erreicht. Ist zusätzlich ein Be­ schleunigungsregler mit integralem Anteil vorhanden, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dieser integraler Anteil für die Be­ schleunigungsregelung automatisch auf einen Wert gesetzt, der einem gewünschten, das Fahrverhalten verbessernden Drehmomentensprung ent­ spricht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Block­ schaltbild einer Vorrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einem Fahrgeschwindigkeitsregler.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Luftansaugkanal 12, in dem sich eine Drosselklappe 14 und wenigstens eine Einrich­ tung zur Kraftstoffzumessung 16 befindet, dargestellt. Ferner ist eine Treibereinrichtung 18, die über Verbindungslinien 20 mit der Drosselklappe 14 und/oder der Kraftstoffzumessungseinrichtung 16 oder eine Einrichtung zur Zündungssteuerung 32 in Verbindung steht und über Verbindungsleitungen 22 über einen Verknüpfungs­ punkt 24 und Verbindungsleitungen 26 mit einer Steuereinheit 28 verbunden ist. Die Eingänge 34 der Steuereinheit 28 stehen in Ver­ bindung mit nicht dargestellten Meßeinrichtungen für Betriebskenn­ größen wie Drehzahl, angesaugte Luftmasse, Motortemperatur, Dros­ selklappenwinkel, Fahrgeschwindigkeit, Fahrpedalstellung usw. Des­ weiteren ist eine Berechnungseinheit 36 dargestellt, deren Aus­ gangsleitung 38 mit dem Verknüpfungsglied 24 verbunden ist, wäh­ rend ihre Eingangsleitungen 40, 42 und 44 mit weiter unten näher ausgeführten Betriebskenngrößen in Verbindung stehen.

Die Steuereinheit 28 mit dem Verknüpfungsglied 24 ist Teil eines Motorsteuerungssystems 23, dem ebenfalls die Berechnungseinheit 36 zugeordnet werden kann.

In das Motorsteuerungssystem 23 bzw. die Steuereinheit 28 kann ei­ ne Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit integriert sein. Dies ist in Fig. 1 durch die strichliert dargestellte Verbindungsleitungen 41 angedeutet. Die Verbindungsleitungen 41 verbinden die nicht darge­ stellten Tastschalter der Fahrgeschwindigkeitsregelung wie "Be­ schleunigung", "Verzögerung" und/oder "Wiederaufnahme" mit der Be­ rechnungseinheit 36 und dem Motorsteuerungssystem 23 bzw. Steuer­ einheit 28.

Die Wirkungsweise der Anordnung in Verbindung mit einer Fahrge­ schwindigkeitsregeleinheit wird anhand eines zweiten Ausführungs­ beispiels weiter unten näher erläutert.

Die Steuereinheit 28 bestimmt in dem Fachmann bekannter Weise aus den obengenannten über die Eingangsleitungen 34 zugeführten Be­ triebskenngrößen entsprechende Werte der die Motorleistung beein­ flussenden Betriebsparameter, wie Kraftstoffzumessung, Luftzufuhr und/oder Zündung, die den entsprechenden Einrichtungen über die Ver­ bindungsleitungen 26 und 22 bzw. 20 zugeführt werden. Dabei kann es sich bei der Steuereinheit 28 um eine elektronische Motorsteuerung und/oder eine elektronische Motorleistungssteuerung handeln.

Im gewählten, in Fig. 1 gezeigten, speziellen Ausführungsbeispiel ist die Eingangsleistung 40 der Berechnungseinheit 36 mit einem Fahrpedalstellungssensor 49, die Eingangsleitung 42 mit einem Fahr­ geschwindigkeitssensor 45 und die Eingangsleitung 44 über eine Zu­ ordnungsstufe 46 mit der Stellungsmeßeinrichtung 47 eines Getriebes 48 des Fahrzeugs verbunden.

Dabei ist der Gegenstand nicht auf die oben ausgeführte Beschaltung der Berechnungseinheit 36 beschränkt, die weiter unten aufgeführten, alternativen Betriebsparameter können entsprechend verwendet werden.

Die Funktionsweise der Berechnungseinheit 36 läßt sich am vorteil­ haftesten in Verbindung mit dem in Fig. 2 dargestellten Flußdia­ gramm darstellen. Die Berechnungseinheit 36 bestimmt aus ihren Ein­ gangsgrößen eine sprungförmige Erhöhung des die Motorleistung beein­ flussenden Betriebsparameters, wobei das Ergebnis über die Verbin­ dungsleitung 38 und den Verknüpfungspunkt 24 dem von der Steuerein­ heit 28 berechneten Wert des Betriebsparameters aufgeschaltet wird. Die Bildung des die sprungförmige Erhöhung bestimmenden Wertes er­ folgt entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren. Über die Eingangsleitungen 40, 42 und 44 werden Meßwerte von Betriebskenn­ größen eingelesen, wie in Fig. 2 durch den Funktionsblock 50 darge­ stellt wird. Dabei stehen die über die Eingangsleitungen 40 und 42 eingelesenen Betriebskenngrößen mit der Beschleunigung des Kraft­ fahrzeugs in Verbindung, d. h. bei diesen Betriebskenngrößen kann es sich z. B. um Drehzahl, Fahrgeschwindigkeit, Drosselklappenwinkel und/oder Fahrpedalstellung handeln. In Block 52 der Fig. 2 wird überprüft, ob sich das Kraftfahrzeug gerade zu Beginn eines dyna­ mischen Betriebszustandes befindet bzw. eine Änderung des dynami­ schen Betriebszustandes stattfindet. Dazu wird eine Veränderung der über die Eingangsleitung 40 eingelesenen Betriebskenngröße ab­ geprüft. Dies kann dadurch erfolgen, daß z. B. eine Differentiation des Eingangssignales stattfindet oder daß zwei aufeinanderfolgende Meßwerte miteinander verglichen werden. Überschreiten also die so ermittelten Werte zum ersten Mal eine vorgegebene Schwelle, nach vorheriger Filterung, um ein Ansprechen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens aufgrund von Störsignalen zu vermeiden, so wird ein Über­ gang in einen dynamischen Betriebszustand festgestellt. Ist dies der Fall, so wird zu Block 54 weitergegangen, im gegenteiligen Fall wird die Überprüfung erneut gestartet.

In Block 54 wird aus der über die Eingangsleitung 40 eingelesenen Betriebskenngröße ein Vorgabesollwert der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges berechnet, der entweder fest oder aber in Abhän­ gigkeit des Fahrerwunsches, der durch die Fahrpedalstellung erfaßt werden kann, bestimmt wird. Aus der Betriebskenngröße, die über das Eingangssignale 42 eingelesen wird, wird in Funktionsblock 56 die zum momentanen Zeitpunkt vorliegende Ist-Beschleunigung be­ rechnet, während im Funktionsblock 58 der Zuordnungsfaktor zwi­ schen Beschleunigung und dem oben erwähnten Betriebsparameter in Abhängigkeit des über die Eingangsleitung 44 zugeführten Eingangs­ signals bestimmt wird. Bei diesem Eingangssignal handelt es sich vorzugsweise um ein in Abhängigkeit von dem eingelegten Gang ste­ henden Signal.

Im Funktionsblock 60 wird schließlich aus den zuvor bestimmten Pa­ rametern der Wert des Ausgangssignals der Berechnungseinheit 36 ermittelt. In bevorzugter Weise in Abhängigkeit von der Differenz als Soll- und Ist-Beschleunigung:

SP = K (A-Soll - A-Ist)

Dabei bedeuten A-Soll bzw. A-Ist die Soll- bzw. Ist-Beschleunigung, während die konstante K den gangabhängigen, in Funktionblock 58 be­ stimmten Zuordnungswert bedeutet, SP den Wert, der die sprungförmige Erhöhung des die Motorleistung beeinflussenden Betriebsparameters bestimmt.

Über die Ausgangsleitung 38 und dem Verknüpfungspunkt 24 wird der berechnete Wert (SP) diesem Betriebsparameter aufgeschaltet, was zu einer sprungförmigen Erhöhung des letzteren führt. Dabei steht eine Erhöhung der Kraftstoffmenge im Vordergrund.

In Fig. 3 wird ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgestellt. Fig. 3 zeigt ein Block­ schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit ei­ nem Fahrgeschwindigkeitsregler. Dabei wurden bei übereinstimmenden Funktionen den Blöcken die Bezugszeichen der Fig. 1 zugeordnet. So zeigt Fig. 3 die Berechnungseinheit 36, die das in Fig. 2 darge­ stellte Verfahren durchführt. Mit dem Bezugszeichen 70 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit be­ zeichnet, die Bestandteil des Motorsteuerungssystems 23 bzw. Steuer­ einheit 28 ist und dessen Regeleinrichtung 71 wenigstens proportio­ nales Verhalten aufweist und eine Verknüpfungsstelle 72, die über die Verbindungsleitung 73 mit der Reglereinheit 71 verbunden ist. Über den Eingang 74 wird der Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit 70 ei­ ne die Soll-Ist-Differenz der Fahrgeschwindigkeit oder der Beschleu­ nigung darstellende Regelabweichung zugeführt, während über den Aus­ gang 75 das Regelsignal für Regelung des die Motorleistung beein­ flussenden Betriebsparameters an die Treiber 18 abgegeben wird. Fer­ ner ist noch ein Eingang 76 vorhanden, über den die Fahrgeschwindig­ keitsregeleinheit 70 ein Startsignal, das über die Verbindungslei­ tungen 41 mit der Beschleunigungs-, Verzögerungs-, oder Wiederauf­ nahmetaste des Bedienelements in Verbindung stehen, zugeführt wird.

Ferner ist eine weitere, strichliert gezeichnete Verknüpfungsstelle 80 vorgesehen, die die von der Steuereinheit 28 in Abhängigkeit von Betriebsparametern berechneten Steuerwerte für Kraftstoff-, Luftmen­ gen und/oder Zündung mit dem Reglerausgangssignal verbindet und die Einbindung der Fahrgeschwindigkeitseinheit in das Motorsteuerungs­ system 23 andeutet. Dabei kann der Fahrgeschwindigkeitsregler auf die Kraftstoff- oder Luftmenge wirken. Die Verknüpfungsstelle 80 ist über die Leitung 23 mit der Steuereinheit 28, über die Leitungen 73 und 75 mit dem Regler 71 und über die Ausgangsleitungen 22 mit den Treibern 18 zur Einstellung der Motorleistungsparameter verbunden.

Dabei soll die gewählte Darstellung des Verknüpfungsgliedes 80 le­ diglich verdeutlichen, daß die Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit 70 Teil des Motorsteuerungssystems 23 ist.

Die Berechnungseinheit 36 führt das mit Hilfe von Fig. 1 und 2 dar­ gestellt Verfahren wie oben beschrieben durch. Zur Feststellung des Übergangs in einen dynamischen Betriebszustand kann im Falle der Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit der Startimpuls, der durch Betäti­ gen der Beschleunigungs-, bzw. Verzögerungs- oder Wiederaufnahme­ taste erzeugt wird und die Berechnungseinheit 36 und dem Regler 71 über die Verbindungsleitungen 41 zugeführt wird, verwendet werden. Im Beschleunigungsfall wird eine Soll-Beschleunigung vorgegeben, die ein Festwert sein kann. Das Ausgangssignal der Berechnungseinheit wird über die Verbindungsleitung 38 und die Additionsstelle 72 der Regelgröße aufgeschaltet und führt somit zu einem Sprung im Regel­ signal und damit im Momentenverlauf bei Neusetzung bzw. Inbetrieb­ nahme des Fahrgeschwindigkeitsreglers. Diese Aufschaltung kann auch als ein Setzen des Anfangswertes des integralen Reglers 71 verstan­ den werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf positive Beschleuni­ gungswerte beschränkt, sondern kann auch mit umgekehrtem Vorzeichen bei Verzögerungen angewendet werden.

Selbstverständlich läßt sich das angegebene Verfahren nicht nur in Form der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Blockschaltbil­ dern realisieren, sondern ebenfalls in Form von Rechnerprogrammen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung eines die Motorleistung beein­ flussenden Betriebsparameters eines Kraftfahrzeugs, ins­ besondere der Kraftstoffmenge, der Luftmenge und/oder der Zündung bei dynamischen Betriebszuständen des Kraftfahr­ zeugs in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine, wobei wenigstens eine Betriebs­ kenngröße mit der positiven und/oder negativen Beschleu­ nigung des Kraftfahrzeugs im Zusammenhang steht und der dynamische Betriebszustand durch eine Veränderung dieser wenigstens einen Betriebskenngröße festgestellt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit einer Betriebs­ kenngröße ein positiver oder negativer momentaner Be­ schleunigungswert ermittelt wird, daß bei Änderung und/oder zu Beginn des dynamischen Betriebszustandes ein Beschleunigungswert vorgegeben wird und daß eine sprung­ förmige Änderung des Motorleistungsbetriebsparameters in Abhängigkeit von vorgegebener und momentaner Beschleuni­ gung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des dynamischen Betriebszustandes bei Inbetriebnahme oder Neusetzung eines Fahrgeschwindigkeitreglers festgestellt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebskenngrößen Drehzahl, Fahrgeschwindigkeit, Drossel­ klappenwinkel und/oder Fahrpedalstellung sind.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit der sprungförmigen Änderung des Motorleistungs­ betriebsparameters eine Abhängigkeit von der Differenz aus vorgege­ bener und momentaner Beschleunigung darstellt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnungkonstante zwischen sprungförmiger Änderung und Dif­ ferenz von vorgegebener und momentaner Beschleunigung gang-, dreh­ zahl- und/oder fahrgeschwindigkeitsabhängig ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Motorsteuerungssystem zur Steuerung eines die Motorleistung beeinflussenden Betriebs­ parameters eines Kraftfahrzeugs, insbesondere der Kraft­ stoffmenge, der Luftmenge und/oder der Zündung in Abhängig­ keit wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftma­ schine, mit einer Meßeinrichtung zur Messung dieser wenig­ stens einen Betriebskenngröße, gekennzeichnet durch eine Be­ rechnungseinheit (36), zur Bestimmung eines Übergangs in ei­ nen dynamischen Betriebszustand in Abhängigkeit dieser we­ nigstens einen Betriebskenngröße, zur Ermittlung der momen­ tanen Beschleunigung, zur Vorgabe eines vorgegebenen Be­ schleunigungswerts und zur Bestimmung einer sprungförmigen Änderung des Motorleistungsbetriebsparameters in Abhängig­ keit von vorgegebener und momentaner Beschleunigung.